البطاقة التكنولوجية: اللحام القوسي الآلي باستخدام سلك محشو بالصهور لأسياخ التسليح البارزة في القوالب النمطية

تُطبق هذه التكنولوجيا لإنشاء عُقد الاتصال الصلبة (جائز-عمود، عمود-عمود) في المباني الهيكلية متعددة الطوابق المصنوعة من الخرسانة المسلحة مسبقة الصنع. يجب أن تتوافق مقاومة خرسانة العناصر المتصلة مع فئات التصميم (C20/25 – C40/50 وفقاً للتصنيف الدولي). صُممت هذه التكنولوجيا للحام أسياخ التسليح البارزة المفردة والمزدوجة بأقطار تتراوح من 16 إلى 40 مم، مع إجهاد خضوع 400-500 ميجا باسكال (بما يتوافق مع الفئات B500B / Grade 60 أو صلب 35ГС/25Г2С).

يُسمح فقط للمهندسين ذوي التعليم المتخصص في مجال هندسة اللحام، والذين اجتازوا الاعتماد وفقاً لمتطلبات ISO 14731 أو المعايير المماثلة، بالإشراف على أعمال اللحام. ويُعهد بتنفيذ الوصلات مباشرة إلى لحامين يحملون شهادات تأهيل سارية المفعول تمنحهم الحق في تنفيذ اللحام الآلي تحت الفلکس أو بالسلك المحشو بالصهور.

قبل بدء الأعمال، يجب تزويد مستوى التركيب بالمعدات المُعايرة. يجب أن يكون مكان عمل اللحام محمياً بشكل موثوق من هطول الأمطار وحمل الرياح. عند العمل على ارتفاع يزيد عن 1.3 متر، يُلزم استخدام سقالات نمطية ذات أرضيات من مواد غير قابلة للاشتعال واستخدام أنظمة الحماية من السقوط.

1الجزء العلوي من سيخ التسليح المشرشر يوضح النتوءات العرضية لتعزيز الترابط مع الخرسانة

2الجزء السفلي من سيخ التسليح المشرشر يوضح نمطاً أو اتجاهاً بديلاً للنتوءات

3المسافة بين النتوءات العرضية (الخطوة)، والمشار إليها بـ l1 في الأصل، والتي تمثل المسافة بين نتوءين متتاليين

4زاوية ميل النتوءات العرضية بالنسبة للمحور الطولي على الجانب الأيسر، والمشار إليها بـ alpha 2

5زاوية ميل النتوءات العرضية بالنسبة للمحور الطولي على الجانب الأيمن، والمشار إليها بـ alpha 1

6القطر الاسمي (d_H) لسيخ التسليح العلوي، مبيناً الحجم الإجمالي للمقطع العرضي

7القطر الاسمي (d_H) لسيخ التسليح السفلي، متوافق مع السيخ العلوي لضمان التجانس الإنشائي

8زاوية ميل النتوءات العرضية بالنسبة للمحور الطولي للجزء السفلي من السيخ، والمشار إليها بـ alpha 1

1. تزويد موقع العمل بالكوادر المؤهلة والمعدات المُعايرة.
2. تركيب حواجز وأغطية في منطقة التركيب لحماية بركة اللحام من الرياح والأمطار.
3. تجهيز منصات عمل آمنة على الارتفاعات باستخدام مواد غير قابلة للاشتعال.

يجب أن تتطابق المعلمات الهندسية والترتيب المتبادل لأسياخ التسليح بشكل صارم مع المخططات التنفيذية. يبلغ التفاوت المسموح به في عدم المحاذاة للأسياخ بقطر 16-28 مم ما لا يزيد عن 15% من القطر الاسمي، وللأقطار 32-40 مم ما لا يزيد عن 10%. يجب ألا يتجاوز انحراف محاور الأسياخ المتصلة 3 درجات. يجب أن يكون الحد الأدنى للطول الصافي للسيخ البارز من جسم الخرسانة 150 مم.

تتم محاذاة الأسياخ إلى الوضع المتراصف عن طريق التقويم الحراري. يتم التسخين بواسطة شعلة غاز حتى درجة حرارة 600-800 درجة مئوية (لون كرزي داكن بصرياً). لتجنب التلف الحراري للخرسانة وفقدان خصائص متانتها (تفكك العجينة الأسمنتية)، يجب أن تقع منطقة التسخين على مسافة لا تقل عن 70 مم من حافة العنصر الخرساني.

يتم تحضير حواف التسليح حصرياً بطريقة القطع بالأكسجين؛ ويُمنع منعاً باتاً القطع بالقوس الكهربائي. بالنسبة للوصلات الأفقية المفردة، يتم تشكيل شطفة بزاوية 10-15 درجة مع فجوة 12-20 مم. للأسياخ الأفقية المزدوجة تكون الزاوية 12-15 درجة (فجوة 12-18 مم). تتطلب الأسياخ البارزة العمودية شطفة بزاوية 40-50 درجة. تُنظف منطقة اللحام بالفرش المعدنية حتى يظهر اللمعان المعدني لمسافة لا تقل عن 10 مم من الحواف، وتُزال آثار الرطوبة بلهب الشعلة.

1القطر الخارجي (dH) لسيخ التسليح المشرشر، مقاساً عبر الحواف الخارجية للنتوءات العرضية

2بُعد الفجوة (z)، الذي يحدد المسافة العرضية من خط المركز الطولي إلى بداية مقطع النتوء العرضي

3قطر (l1) السلك العرضي الأملس المتقاطع، والذي يعمل كرابط إنشائي متعامد أو كعنصر شبكي

4زاوية الميل (β1) بين محور النتوء العرضي والسلك العرضي الأفقي

5زاوية الميل (α1) بين محور النتوء العرضي والمحور الطولي الرئيسي لسيخ التسليح

6النتوء الطولي لسيخ التسليح، المتشكل كعمود فقري متصل أثناء عملية الدرفلة على الساخن

7النتوء العرضي لسيخ التسليح، المصمم بقطاع مائل لتوفير التثبيت الميكانيكي ومنع الانزلاق داخل الخرسانة

1. الفحص البصري والقياسي للمحاذاة وطول أسياخ التسليح البارزة.
2. التقويم الحراري للأسياخ (التسخين حتى 600-800 درجة مئوية) مع مراعاة المسافة الآمنة من الخرسانة.
3. القطع بالأكسجين للحواف لتشكيل زوايا الشطف القياسية.
4. التنظيف الميكانيكي للحواف والمنطقة المجاورة (كحد أدنى 10 مم) حتى الوصول إلى المعدن النظيف.

لاحتواء المعدن المنصهر لبركة اللحام وتشكيل هندسة الدرزة، تُستخدم قوالب نمطية قابلة للفك مصنوعة من الجرافيت أو النحاس. يتكون القالب من نصفين متماثلين بمستوى فك عمودي يتوافق مع قطر التسليح الملحوم. يتم تركيب القالب بشكل متماثل تماماً بالنسبة لمحور الفجوة بين الحواف.

تعتبر المرحلة ذات الأهمية الحاسمة هي إغلاق الفجوات بين سيخ التسليح وجدران القالب لمنع تسرب المعدن السائل والخبث، مما قد يؤدي إلى تكون فراغات ونقص في الانصهار. يتم الختم باستخدام حبل ليفي مقاوم للحرارة على مسافة 15-20 مم من حواف الأسياخ. يجب أن تكون مادة الختم محايدة كيميائياً ولا تنبعث منها غازات عند التلامس مع المصهور.

يتم تثبيت نصفي القالب باستخدام مشابك سريعة الفك، أو مرابط لولبية، أو كتائف تثبيت. يجب أن تكون قوة التثبيت كافية لمنع انزلاق القالب تحت تأثير كتلة بركة اللحام والتشوهات الحرارية، ولكن دون أن تتسبب في تشقق عناصر الجرافيت. يُسمح باستخدام أسافين التثبيت.

1الأطراف المُحضرة لأسياخ حديد التسليح والمحاذاة لعملية اللحام

2المصب العمودي أو نظام الصب لصب المادة الطاردة للحرارة المنصهرة

3الجزء العلوي من قالب الجرافيت القابل للفك أو البوتقة التي تحتوي على تفاعل اللحام

4الجزء السفلي من قالب الجرافيت القابل للفك لتثبيت أسياخ التسليح في مواضعها

5معدن اللحام المتصلب الذي يشكل الوصلة المدمجة بين سيخي التسليح

6الخبث أو مادة المصب المتبقية في المصب بعد التفاعل الطارد للحرارة والتصلب

1. تنظيف الأسطح الداخلية للقوالب النمطية من الخبث والرذاذ الناتج عن الدورات السابقة.
2. التركيب المتماثل لنصفي القالب على الوصلة المُحضرة.
3. إغلاق الفجوات باستخدام حبل ختم مقاوم للحرارة في منطقة تبعد 15-20 مم من الحواف.
4. التثبيت المحكم للقالب باستخدام المشابك مع التحقق من عدم وجود أي ارتخاء.

كمادة حشو، يُستخدم سلك محشو بالصهور ذاتي الحماية أو محمي بالغاز بقطر 2.6-3.0 مم، مخصص للحام الآلي. ولإصلاح العيوب ووضع نقاط التثبيت، تُستخدم إلكترودات مغلفة بطلاء قاعدي (نوع E7018 وفقاً لـ AWS أو Э50А) بقطر 4.0 مم. لا يُسمح بالمعالجة الحرارية المتكررة (التحميص) للسلك المحشو بالصهور لتجنب خطر إتلاف القلب الصهوري.

قبل الاستخدام، تخضع المواد لتحميص إلزامي: يُحفظ السلك المحشو بالصهور عند 160-180 درجة مئوية لمدة 1.5-2.5 ساعة، والإلكترودات عند 350-400 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة. تُصرف مواد اللحام إلى مكان العمل بكميات لا تتجاوز حاجة الوردية الواحدة، وتُحفظ في حوافظ حرارية محمية من الرطوبة.

تتم العملية باستخدام تيار مستمر بقطبية معكوسة. معلمات اللحام منظمة بصرامة: للأقطار 16-25 مم يبلغ تيار العمل 280-300 أمبير بجهد قوس 24-26 فولت؛ وللأقطار 36-40 مم يُزاد التيار إلى 350-410 أمبير بجهد 28-34 فولت. تُضبط سرعة تغذية السلك في نطاق 140-250 م/س. يجب الحفاظ على طول بروز سلك الإلكترود ضمن حدود 30-80 مم اعتماداً على عمق الشطفة.

1سيخ التسليح المراد لحامه، يوضح شكل السطح المشرشر

2الفجوة بين أسياخ التسليح، للسماح بتدفق ودمج معدن اللحام المنصهر

3قالب اللحام (عادة من السيراميك أو الجرافيت)، يحيط بمنطقة الوصلة لاحتواء المعدن المنصهر

4تجويف القالب أو المصب، حيث يحدث تفاعل الثرميت ويتم توجيه المعدن المنصهر

5معدن اللحام المتصلب (الصلب المدمج)، الذي يشكل الاتصال الإنشائي بين أسياخ التسليح

6الخبث المتصلب، وهو منتج ثانوي لتفاعل الثرميت يطفو إلى أعلى بركة اللحام

1. تحميص مواد اللحام في الأفران الكهربائية وفقاً للجداول الزمنية والحرارية.
2. ضبط مصدر الطاقة على تيار مستمر بقطبية معكوسة.
3. تحديد معلمات شدة التيار (280-410 أمبير) والجهد (24-34 فولت) اعتماداً على قطر التسليح.
4. ضبط آلية التغذية لضمان بروز ثابت للسلك (30-80 مم).

يتم إشعال قوس اللحام حصرياً عن طريق ملامسة السلك لحافة سيخ التسليح البارز. يُمنع منعاً باتاً إشعال القوس على عناصر القالب النمطي لتجنب تآكلها وتلويث الدرزة. عند لحام الوصلات الأفقية، يتم أولاً صهر الجزء السفلي من إحدى الحواف بحركات تذبذبية عرضية، ثم يُنقل القوس إلى السيخ الثاني. بعد تشكيل بركة واحدة من الخبث والمعدن، يتم ملء الفراغ بحركات سريعة للقوس على حواف البركة.

في الوصلات العمودية، يُشعل القوس على حافة السيخ السفلي. بعد تشكل بركة المعدن السائل، يتم ملء الفراغ بالتناوب بين الحركات التذبذبية في منطقة الشطف للسيخ العلوي والحركات الدائرية على محيط القالب. يجب أن يتم تغذية السلك بشكل عمودي على سطح المصهور لتقليل التناثر.

عند درجات الحرارة المحيطة السلبية، يلزم إجراء تعديلات: لكل انخفاض بمقدار 3 درجات مئوية تحت الصفر، يُزاد تيار اللحام بنسبة 1%. يجب التسخين المسبق للوصلة إلى 200-250 درجة مئوية على طول 90-150 مم (التحكم بواسطة أقلام المؤشر الحراري). يُمنع اللحام في درجات حرارة تقل عن -30 درجة مئوية. في نهاية عملية اللحام، لتجنب تكون فجوة انكماشية، يتم التوقف المؤقت 2-3 مرات لمدة 3-4 ثوانٍ، مع توجيه القوس نحو حواف البركة. يتم فك القالب بالطرق الخفيف بعد ما لا يقل عن 5-10 دقائق من تبلور الخبث.

1وصلة ميكانيكية أو نقطة اتصال مسننة بين سيخي تسليح

2تحضير الزاوية الطرفية أو الفجوة بين أسياخ التسليح

3قالب، جلبة، أو غلاف محيط يستخدم لاحتواء الوصلة أو مادة الربط

4مانع تسرب أو حشية عند قاعدة القالب لمنع تسرب مادة الربط

5مادة الربط، مثل الترويبة أو معدن اللحام، التي تملأ الفراغ بين أطراف أسياخ التسليح

6المستوى العلوي أو سطح مادة الربط داخل القالب

1. التسخين المسبق للوصلة إلى 200-250 درجة مئوية (عند العمل في ظروف درجات الحرارة المنخفضة).
2. إشعال القوس على جسم التسليح وتشكيل بركة اللحام الأولية.
3. ملء فراغ الانصهار بمسارات محددة لتذبذب الإلكترود (متعرج، دائري).
4. إجراء 2-3 توقفات مؤقتة في نهاية اللحام لمنع الفجوات الانكماشية.
5. التبريد الطبيعي لمدة 5-10 دقائق، ثم إزالة القالب والتنظيف من الخبث.

يشمل نظام مراقبة الجودة مراحل الفحص الوارد، التشغيلي، والقبول. يفحص التحكم الوارد شهادات المواد، وصلاحية المقومات، ودقة التجميع (الفجوات، المحاذاة). الفحص التشغيلي، الذي يُنفذ مرتين على الأقل في الوردية، يتضمن التقييم البصري لهندسة الدرزة، وعدم وجود حزوز، ومراقبة الالتزام بالأنظمة الحرارية للحام.

يعتمد القبول النهائي على نتائج الفحص البصري والقياسي، والفحص بالموجات فوق الصوتية، والاختبار الميكانيكي. العيوب السطحية مقيدة بصرامة: يُسمح بوجود ما لا يزيد عن 5 مسام خارجية أو شوائب خبث لكل وصلة، على ألا يتجاوز القطر الأقصى للعيب الفردي 2.0 مم. تتم إزالة العيوب السطحية الموضعية باستخدام أداة جلخ يليها اللحام بعد تسخين المنطقة إلى 200-250 درجة مئوية.

يتضمن الفحص الآلي إجراء فحص لكشف العيوب بالموجات فوق الصوتية لـ 10% من الحجم الإجمالي للوصلات المفردة الملحومة. تُجرى الاختبارات الميكانيكية للشد الاستاتيكي على 3 عينات شاهدة من كل دفعة. بالنسبة لتسليح فئة 500 ميجا باسكال، يجب ألا يقل المتوسط الحسابي لإجهاد الشد عن 586 ميجا باسكال، وألا تقل أدنى قيمة مسموح بها في العينة عن 500 ميجا باسكال. تخضع الوصلات ذات العيوب الداخلية غير المقبولة للقطع والاستبدال عبر وصلة وسيطة (بطول لا يقل عن 80 مم) مع فحص 100% بالموجات فوق الصوتية للدرزات الجديدة.

1سيخ حديد التسليح، عنصر رئيسي حامل للأحمال في الشد أو الضغط

2لحام نقطي، يربط سيخي تسليح طرفاً بطرف، محدد بطول اللحام (l)

3سيخ حديد التسليح، عنصر ثانوي حامل للأحمال في الشد أو الضغط

4عمق اختراق اللحام، يوضح مدى الانصهار في المعدن الأساسي

5لحام نقطي للوصلة التراكبية، يربط سيخي تسليح متوازيين، محدد بطول اللحام (l)

6عمق اختراق اللحام في الوصلة التراكبية، يوضح مدى الانصهار في الأسياخ المتوازية

7القطر الاسمي لسيخ التسليح (d_H)، يشير إلى حجم سيخ التسليح المستخدم في الوصلة

1. الفحص البصري والقياسي لـ 100% من الوصلات الملحومة بعد تنظيفها من الخبث.
2. فحص العيوب بالموجات فوق الصوتية لـ 10% من الوصلات المفردة في الدفعة.
3. أخذ 3 عينات شاهدة لاختبارات الشد الاستاتيكي في المختبر.
4. الإصلاح الموضعي للعيوب السطحية (حتى 2.0 مم) أو القطع الكامل للعُقد المرفوضة.
5. تجهيز الوثائق التنفيذية ووضع الختم الشخصي للحام.